武当群片岩斜坡岩面钻孔桩施工技术

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1、武当群片岩斜坡岩面钻孔桩施工技术：结合骆马沟1#大桥岸边桩基施工，分析了武当群片岩斜坡地层钻孔桩施工中遇斜坡岩钻进的技术难点，详细介绍了斜坡岩钻进的各种方法，并提出了针对不同岩性的斜坡岩应选用施工措施的依据及其优缺点，以达到快速钻进、降低成本的目的。　　关键词：斜坡岩钻孔桩钢护筒水压爆破　　Abstract:biningthellamasditchthe1#bridgepilefoundationconstruction,analyzestheformationofethods,andputsforeasuresandtheiradvantagesanddisadvant

2、ages,inordertoachieverapiddrilling,lo3）饱和抗压强度（MPa）吸水率（%）　　中风化片岩统计数91213　　最大值2.838.20.5　　最小值2.614.90.2　　平均值2.727.10.26　　标准差0.057.170.08　　变异系数0.020.260.32　　2斜坡岩钻孔桩技术难点　　骆马沟1#大桥4#墩和6#墩桩基础位于河流靠两岸侧水中，水下砂卵石层厚3~6米，以下为中风化武当群片岩，共计桩基16根，桩长20米，桩径1.5米，均采用冲击钻成孔。根据钻孔显示桥墩所在位置地下岩层倾斜度为35度~45度，受长期冲刷岩质坚硬，钻孔

3、施工过程中当钻头贴近岩面时出现明显偏孔甚至钻机倾倒现象，进尺每天不足20cm，并时而出现塌孔、卡钻和掉钻情况，严重影响施工进度，并加大了桩基成孔的成本。　　3产生偏孔原因分析　　通过对骆马沟1#大桥岸边水中桩基在斜坡岩上钻进过程中出现的问题进行总结分析，有以下几方面原因导致钻机钻进困难，发生了偏孔、卡钻和掉钻现象，影响整体工程工期进展，加大了桩基施工的成本投入。　　（1）斜坡岩倾斜岩面直接影响。当钻头向下垂直跌落遇斜面时，因钻头周边物理性质不同进而偏向物理性质较弱岩面较低的一侧，多次锤砸造成偏孔。根据斜坡岩面积边缘与钻孔面积大小关系分两种情况（见下图1和图2），一种是斜坡

4、岩水平投影面积较大，钻孔水平投影面积位于斜坡岩之上，则在采用防偏孔措施后可使钻头缓慢入岩；另一种是斜坡岩较低一侧岩面边缘恰好位于钻孔面积之内，由于斜坡岩边缘往往岩层较薄，则在锤砸过程中极易出现将斜坡岩边缘砸碎之后锤头掉入岩层下面，造成卡钻或掉钻。　　（2）斜坡岩岩性本身的影响。岩石的产状、节理、硬度、矿物成分因素也是决定钻进速度和采取纠偏措施的主要依据，对于岩质较松软且片状构造明显节理发育的岩层，采用常规回填片石或“小冲程、快频率”的方式可解决；对于岩面倾斜角度较大，岩质坚硬含特殊矿物成分的块状构造岩石，则需采取特殊方式方可通过。　　图1桩孔整体穿过斜坡岩斜坡岩图2斜坡岩

5、边缘位于孔中　　（3）斜坡岩以上河床地层构造的物理性质也是影响穿越斜坡岩的因素，进行斜坡岩入岩前锤砸过程中由于振动可能引起塌孔现象。河床的覆盖层分为砂卵石层、砂层和淤泥层，砂卵石层，不同覆盖层对于防止塌孔所采取的措施不同，相比之下，采用泥浆护壁后砂层较为稳定，砂卵石层次之，淤泥层最差。　　4斜坡岩钻进措施　　根据骆马沟1#大桥实际施工经验和相关资料表明，穿越斜坡岩钻进采取的主要措施主要有：回填片（块）石、永久钢护筒、孔内水压爆破等，辅助措施有：孔口钢丝绳限位、增大泥浆稠度、改善锤头构造、“小冲程、快频率”等，下面针对不同岩层构造分别介绍以上方法的使用条件。　　4.1回填片

6、石　　回填片石是最简易有效的解决突破斜坡岩钻进的办法。当根据桥址地质资料和实际钻进过程中钢丝绳偏孔现象判定岩面为斜坡岩时，首先应采取直接回填硬质片石或块石，石料大小以30cm~50cm为宜。每次投石数量需经过简单计算，防止投放过少作用不明显，投放过多造成浪费，投石数量通过下图3估算，图中D为桩径，θ为斜坡岩倾角，则投石数量V=D3tgθ/8，其中θ角通过查找地质资料或通过测设桩孔两侧不同深度来推算。　　该种方法适用斜坡岩以上覆盖层较为稳定的情形，若覆盖层为淤泥则不宜直接回填冲砸。优点在于简单易行，成本低廉；缺点在于遇到较为坚硬岩石需多次投放大量的片（块）石，时间长、成本高

7、，而且长时间冲砸容易造成塌孔，这时通常需与其它方法配合使用效果更好。　　　　图3投石数量估算　　　　4.2永久钢护筒　　施工过程中，针对骆马沟1#大桥Z6a-1#桩基因水深较浅约1米，钻孔探明水下河床覆盖层为砂层，深度为3.5米，之下为武当群片岩斜坡岩层。施工时首先在岸边用沙袋围堰修建孔口钻机就位平台，埋设一节加工成型的2.5米长钢护筒后开钻，当钻到斜坡岩标高时再在孔口接长一节2.5米长钢护筒并将整体接长钢护筒打入至岩层，然后向孔中投入强度较高的片石或块石进行冲砸，往复数次直至冲破斜坡岩层使钻头入岩时停止投石，该种处理方法快速